HINTERGRUND
DER ERFINDUNGBACKGROUND
THE INVENTION
1. Gebiet
der Erfindung1st area
the invention
Die
Erfindung bezieht sich allgemein auf eine Test- und Messausrüstung und
insbesondere auf die Eichung von Systemen zur Vornahme von zeitabhängigen Messungen.The
The invention relates generally to test and measurement equipment and
in particular to the calibration of systems for making time-dependent measurements.
2. Diskussion
verwandter Technik2nd discussion
related technology
Automatische
Testausrüstung
(ein "Tester") werden in großem Umfang
bei der Herstellung von Halbleitervorrichtungen verwendet. Vorrichtungen werden
während
ihrer Herstellung mindestens einmal, oftmals aber mehrfach, getestet.
Die Testergebnisse können
dazu verwendet werden, beschädigte Vorrichtungen
aus dem in der Herstellung befindlichen Strom von Vorrichtungen
zu entfernen. In einigen Fällen
enthüllen
die Testergebnisse nicht ordnungsgemäß arbeitende Herstellungseinrichtungen und
die Testergebnisse können
dann verwendet werden, indem Prozess- oder Verarbeitungskorrekturen vorgenommen
werden, um die Ausbeute an Halbleitervorrichtungen zu erhöhen. In
anderen Fällen
enthüllen
die Testergebnisse Korrekturen, die bei den unter Test befindlichen
Vorrichtungen vorgenommen werden können. Beispielsweise enthalten
Speicher, programmierbare Logikvorrichtungen (programmable array
logic devices) und ähnliche
Vorrichtungen oftmals redundante Strukturen. Wenn das Testen ergibt,
dass eine Struktur fehlerhaft ist, so kann die Vorrichtung modifiziert
werden, um eine redundante Struktur für die unbrauchbare einzusetzen.
In anderen Situationen können
die Testergebnisse dazu verwendet werden, Teile zu klassifizieren.
Eine Vorrichtung, die die beabsichtigten Betriebsbedingungen nicht
erfüllt,
die aber in Hinblick auf geringere Betriebsbedingungen betriebsfähig ist,
könnte
verpackt und zu einem geringeren Preis mit den niedrigeren Arbeitsleistungen
verkauft werden. Beispielsweise könnte eine Vorrichtung beim
Betrieb mit hoher Geschwindigkeit Fehler zeigen aber ordnungsgemäß dann arbeiten,
wenn mit geringerer Geschwindigkeit gearbeitet wird. In ähnlicher
Weise könnte
eine Vorrichtung Fehler zeigen, wenn sie am oberen Ende ihres Temperaturbereichs
betrieben wird, könnte
aber in adäquater
Weise bei niederer Temperatur arbeiten. Diese Vorrichtungen könnten verpackt
und verkauft werden, und zwar mit dem Hinweis, dass deren maximale
Betriebsgeschwindigkeit oder -temperatur niedriger ist als der Auslegungswert.automatic
test equipment
(a "tester") will be on a large scale
used in the manufacture of semiconductor devices. Become devices
while
their production at least once, but often several times, tested.
The test results can
used to damage damaged devices
from the stream of devices under construction
to remove. In some cases
reveal
the test results improperly working manufacturing facilities and
the test results can
then used by making process or processing corrections
to increase the yield of semiconductor devices. In
other cases
reveal
the test results corrections that are under test
Devices can be made. For example, included
Memory, programmable logic devices (programmable array
logic devices) and similar
Devices often redundant structures. If testing shows
That a structure is defective, the device can be modified
to use a redundant structure for the unusable.
In other situations you can
the test results are used to classify parts.
A device that does not meet the intended operating conditions
Fulfills,
but which is operational in terms of lower operating conditions,
could
Packed and at a lower price with the lower labor
sold. For example, a device in the
Operating at high speed but show error then work properly,
when working at a slower speed. In similar
Way could
A device will show errors when at the upper end of its temperature range
could be operated
but in a more adequate way
Way to work at low temperature. These devices could be packaged
and sold, with the indication that their maximum
Operating speed or temperature is lower than the design value.
Um
Fehler beim Betrieb der Halbleitervorrichtungen festzustellen, legt
eine automatische Testausrüstung
oder ein automatisches Testgerät
Stimulussignale an die Vorrichtung an und misst die Ansprechsignale.
Das Testgerät
kann viele "Kanäle" aufweisen. Jeder
Kanal kann, in jedem Zyklus, einen an einem Testpunkt der Vorrichtung
unter Test angelegten Digitalwert erzeugen oder messen. Die Kanäle können zusätzliche
Schaltungsvorrichtungen umfassen, die andere Arten von Signalen
erzeugen oder messen. Beispielsweise enthalten einige Kanäle Schaltungsanordnungen,
die einen kontinuierlichen Takt oder Clock einer programmierten
Frequenz erzeugen oder Schaltungsanordnungen, die die Zeitdifferenz
zwischen aufeinander folgenden Impulsen messen.Around
To detect failure in the operation of the semiconductor devices
an automatic test equipment
or an automatic test device
Stimulus signals to the device and measures the response signals.
The test device
can have many "channels". Everyone
Channel can, at each cycle, one at a test point of the device
generate or measure a digital value created under test. The channels can be extra
Circuit devices include other types of signals
generate or measure. For example, some channels contain circuitry,
the one continuous clock or clock one programmed
Generate frequency or circuit arrangements that the time difference
between successive pulses.
1 veranschaulicht
in stark vereinfachter Form einen Tester 100. Der Tester 100 ist
beim Testen einer im Test befindlichen Vorrichtung (DUT = device
under test) 110 dargestellt. Der Tester 100 enthält eine
zentrale Steuervorrichtung 120. Die Steuervorrichtung 120 könnte eine
Computerarbeitsstation (computer work station) umfassen, die als
ein Betreiberinterface (operator interface) dient, um einem Betreiber
oder Benutzer (user) zu gestatten, Testprogramme zu entwickeln oder
in den Tester zu laden. Die Steuervorrichtung 120 könnte auch
einen Testerkörper
aufweisen, der zentralisierte Ressourcen vorsieht, die durch Mehrfachkanäle verwendet
sind und nicht in Beziehung stehen zu der Schaltungsanordnung in
den Kanälen,
wobei aber Details derartiger bekannter Merkmale aus Gründen der
Einfachheit weggelassen sind. 1 illustrates in simplified form a tester 100 , The tester 100 is when testing a device under test (DUT) 110 shown. The tester 100 contains a central control device 120 , The control device 120 Could comprise a computer workstation serving as an operator interface to allow an operator or user to develop test programs or load tester into the tester. The control device 120 could also have a tester body providing centralized resources used by multiple channels and unrelated to the circuitry in the channels, but details of such known features are omitted for simplicity.
Der
Tester 100 weist Mehrfachkanäle 1301 , 1302 , ..., 130N auf.
Nimmt man den Kanal 1301 als repräsentativ,
so kann jeder Kanal einen Mustergenerator 140 und einen
Zeitsteuergenerator 150 aufweisen. Der Mustergenerator
(pattern generator) 140 ist derart programmiert, dass er
für jeden
Zyklus während
eines Tests spezifiziert, was die Schaltungsanordnung innerhalb
des Kanals 1301 tun sollte. Beispielsweise
könnte
er einen Wert spezifizieren, um die DUT 110 zu treiben
oder welcher Wert von der DUT 110 erwartet wird.The tester 100 has multiple channels 130 1 . 130 2 , ..., 130 N on. If you take the channel 130 1 as representative, each channel can have a pattern generator 140 and a timing generator 150 exhibit. The pattern generator 140 is programmed to specify for each cycle during a test what the circuitry within the channel is 130 1 should do. For example, he could specify a value to the DUT 110 to drive or what value of the DUT 110 is expected.
Der
Zeitsteuergenerator 150 erzeugt Zeitsteuersignale, die
die Zeiten steuern könnten,
zu denen Signalübergänge (signal
transitions) auftreten. Beispielsweise könnte ein Zeitsteuersignal den
Beginn eines in der Erzeugung befindlichen Signals angeben oder
spezifizieren oder die Zeit, zu der ein Signalwert mit einem erwarteten
Wert verglichen wird. Zur vollständigen
Testung der DUT 110 ist es wichtig, die Zeiten zu steuern,
zu denen Stimulussignale angelegt werden und die Zeiten, zu denen
das Ansprechen gemessen wird. Der Zeitsteuergenerator 150 liefert
diese diese Funktionen steuernden Signale.The timing generator 150 generates timing signals that could control the times at which signal transitions occur. For example, a timing signal could indicate or specify the beginning of a signal being generated or the time at which a signal value is compared to an expected value. For complete testing of the DUT 110 It is important to control the times at which stimulus signals are applied and the times at which the response is measured. The timing generator 150 provides these functions controlling signals.
Der
Kanal 1301 weist auch Pin-Elektronik 160 auf.
Die Pin-Elektronik 160 enthält Schaltungsanordnungen, welche
die Leitung 1701 verbunden mit der
DUT 110 betreiben oder die den Signalwert auf dieser Leitung
messen.The channel 130 1 also has pin electronics 160 on. The pin electronics 160 contains circuit arrangements which the line 170 1 connected to the DUT 110 operate or measure the signal level on this line.
Zum
Betreiben der Leitung 1701 weist
die Pin-Elektronik 160 einen Treiber 162 auf.
Der Treiber 162 ist mit einem Flip-Flop 164 verbunden.
Das Flip-Flop 164 wird seinerseits durch ein Signal vom Zeitsteuergenerator 150 getaktet.
Der Dateneingang zum Flip-Flop 164 wird durch den Mustergenerator 140 beliefert.
Flip-Flop 164 bewirkt, dass ein durch den Mustergenerator 140 spezifizierter
oder bestimmter Wert auf die Leitung gelegt oder getrieben (driven)
wird und zwar zu einer Zeit, die durch den Zeitsteuergenerator 150 spezifiziert
bzw. bestimmt ist. Flip-Flop 164 kann als ein "Formatierer" bezeichnet werden.
Formatierer sind in der Technik bekannt und ein Vollformatierer
einschließlich
sämtlicher üblicherweise
in einem Tester vorhandener Merkmale ist aus Gründen der Einfachheit nicht
dargestellt.To operate the line 170 1 has the pin electronics 160 a driver 162 on. The driver 162 is with a flip-flop 164 connected. The flip-flop 164 is in turn by a signal from the timing generator 150 clocked. The data input to the flip-flop 164 is through the pattern generator 140 supplies. Flip-flop 164 causes a through the pattern generator 140 specified or specific value is placed on the line or driven (driven) at a time by the timing generator 150 specified or determined. Flip-flop 164 may be referred to as a "formatter." Formatters are known in the art, and a solid formatter including all features commonly present in a tester is not shown for the sake of simplicity.
Um
ein Signal auf Leitung 170 abzufühlen, weist die Pin-Elektronik 160 einen
Komparator 166 auf. Ein Eingang des Komparators 166 ist
mit Leitung 170 verbunden. Ein Referenz- oder Bezugseingang des
Komparators 166 ist mit einem programmierbaren Referenz-
oder Bezugswertgenerator gekoppelt, typischerweise einem Register,
welches eine digitale Eingangsgröße speichert,
die an einen Digital-zu-Analog-Konverter angelegt ist. Die Ausgangsgröße des Komparators 166 wird
an eine Verriegelungsschaltung (Latch, Signalspeicher) 180 geliefert. Die
Verriegelungsschaltung 180 wird durch ein Zeitsteuersignal,
erzeugt durch einen Zeitsteuergenerator 150, gesteuert.
Die Datenausgangsgröße der Verriegelungsschaltung 180 wird
an den Mustergenerator 140 geliefert. Auf diese Weise zeigt
die Pin-Elektronik 160 an, ob der Wert auf Leitung 170 einen
bestimmten Wert besitzt zu einer Zeit, diktiert durch die Signale
vom Zeitsteuergenerator 150. Wie der Treiberteil der Pin-Elektronik 160,
so ist der Komparatorteil wohl bekannt in der Technik und eine vereinfachte Version
ist gezeigt.To send a signal on line 170 feel, the pin electronics 160 a comparator 166 on. An input of the comparator 166 is with management 170 connected. A reference or reference input of the comparator 166 is coupled to a programmable reference or reference generator, typically a register which stores a digital input applied to a digital-to-analog converter. The output of the comparator 166 is connected to a latch circuit (latch, latch) 180 delivered. The latch circuit 180 is controlled by a timing signal generated by a timing generator 150 , controlled. The data output of the latch circuit 180 gets to the pattern generator 140 delivered. This way, the pin electronics shows 160 on whether the value is on line 170 has a certain value at a time dictated by the signals from the timing generator 150 , Like the driver part of the pin electronics 160 Thus, the comparator part is well known in the art and a simplified version is shown.
Der
Zeitsteuergenerator 150 liefert Signale, welche die relative
Zeitsteuerung der Signale an der Pin-Elektronik 116 steuern.
Zur genauen Messung der Performance oder Leistung der DUT 110 ist
es notwendig, die Zeiten in Beziehung zu setzen, bei denen Signale,
erzeugt oder gemessen an der Pin-Elektronik 160,
mit denjenigen Zeiten, wo diese Signale die DUT 110 erreichen
oder verlassen. Die Übertragungs-
oder Sendezeit durch die Leitung 170 muss in Betracht gezogen
werden.The timing generator 150 provides signals indicating the relative timing of the signals at the pin electronics 116 Taxes. To accurately measure the performance or performance of the DUT 110 It is necessary to relate the times at which signals are generated or measured at the pin electronics 160 with those times where those signals are the DUT 110 reach or leave. The transmission or transmission time through the line 170 must be considered.
Um
diese Übertragungszeit
zu kompensieren, wird ein Tester typischerweise geeicht. Um einen Tester
zu eichen, werden Messungen vorgenommen, um die Übertragungs- oder Transitzeit
durch die Leitung 170 zu bestimmen. Programmierte Zeitwerte werden
durch eine Größe versetzt
oder verschoben, und zwar zur Kompensation der Übertragungszeit durch Leitung 170.
Bei Eichung sind die durch die Pin-Elektronik 160 erzeugten
oder gemessenen Signale eine genaue Anzeige der Signale an der DUT 110.To compensate for this transmission time, a tester is typically calibrated. To calibrate a tester, measurements are made to determine the transmission or transit time through the line 170 to determine. Programmed time values are offset or shifted by a quantity to compensate for transmission time through line 170 , When calibrated are those through the pin electronics 160 generated or measured signals an accurate display of the signals at the DUT 110 ,
Eine
Möglichkeit,
wie die Übertragungszeit durch
die Leitung 1701 gemessen wird,
ist eine Technik, die als Zeitdomänenreflektometrie (TDR = Time Domain
Reflectometry) bezeichnet wird. TDR ist in 2 veranschaulicht.
Um eine TDR-Messung vorzunehmen, sendet die Testausrüstung 100 einen
Impuls 210 auf Leitung 1701 .
Der Puts oder Impuls wird zur Zeit t = 0 übertragen, wie bei A angedeutet.One way, such as the transmission time through the line 170 1 is a technique called Time Domain Reflectometry (TDR). TDR is in 2 illustrated. To make a TDR measurement, send the test equipment 100 a pulse 210 on line 170 1 , The puts or pulse is transmitted at time t = 0, as indicated at A.
Der
Impuls 210 läuft
die Leitung 1701 hinab, bis er
das Ende der Leitung eine gewisse Zeit später erreicht, was bei B als
t = X angezeigt ist. Wenn die Leitung nicht abgeschlossen (un-terminated)
oder abgeschlossen ist mit einem Kurzschluss oder irgendeiner anderen
Last, die nicht an die Impedanz der Leitung angepasst ist, so werden
einige oder sämtliche
Impulse zurück
zur Testausrüstung
oder dem Testgerät 100 reflektiert.
Wie bei C gezeigt, fängt
der Impuls 210 seinen Lauf zurück zum Testgerät 100 an.The impulse 210 the line is running 170 1 until it reaches the end of the line some time later, which is indicated at B as t = X. If the line is not terminated (un-terminated) or terminated with a short circuit or any other load that is not matched to the line impedance, some or all of the pulses will be returned to the test equipment or tester 100 reflected. As shown at C, the impulse catches 210 his run back to the test device 100 at.
Wie
bei D gezeigt, erreicht zur Zeit t = 2X der Impuls 210 das
Testgerät 100.
Durch Detektieren der Zeit des reflektierten Impulses relativ zur
Zeit, während
welcher der Impuls übertragen
wurde, kann die Testausrüstung 100 die Übertragungszeit
durch die Leitung 1701 bestimmen.As shown at D, at time t = 2X the pulse reaches 210 the test device 100 , By detecting the time of the reflected pulse relative to the time during which the pulse was transmitted, the test equipment may 100 the transmission time through the line 170 1 determine.
Die 3A ... 3B veranschaulichen
ein Messverfahren durch das der Tester 100 die Zeit einer
Flanke oder einer Kante eines Signals bestimmt, die dazu verwendet
werden kann, um die Zeit der Ankunft eines Impulses zu bestimmen.
Dieses Verfahren wird zuweilen als die "Flankenfind"-Technik (edge find technique) bezeichnet.
Der Tester ist mit einer Schwelle H im Register 168 (1)
programmiert. Der Tester emittiert einen Impuls zu einer Zeit, die
als t = 0 bezeichnet werden kann. Eine gewisse Zeit später, verriegelt
die Verriegelungsschaltung 180 die Ausgangsgröße des Komparators 166.The 3A ... 3B illustrate a measurement method by the tester 100 determines the time of an edge or edge of a signal that can be used to determine the time of arrival of a pulse. This method is sometimes referred to as the "edge find technique". The tester is in the register with a threshold H 168 ( 1 ). The tester emits one pulse at a time, which may be referred to as t = 0. A certain time later, the interlock circuit locks 180 the output of the comparator 166 ,
Wie
in 3A gezeigt, gibt der Tester den Verriegelungsbefehl
zu einer Zeit T1 relativ zur Übertragung
des Impulses aus. Das Verriegeln des Komparators 166 zu
einer Zeit T1 hat die Wirkung einer sehr
groben Messung des Werts des Signals auf Leitung 1701 im Fenster 312A. Aus diesem
einzigen Vergleich kann der Tester 100 bestimmen, ob das
Signal zur Zeit T1 oberhalb oder unterhalb
der Schwelle H liegt.As in 3A 2 , the tester outputs the lock instruction at a time T 1 relative to the transmission of the pulse. Locking the comparator 166 at a time T 1 has the effect of a very coarse measurement of the value of the signal on line 170 1 in the window 312A , From this single comparison, the tester can 100 determine whether the signal at time T 1 is above or below the threshold H.
In
dem Fenster 312A hat der Impuls 310 den Tester 100 noch
nicht erreicht und das Signal auf der Leitung 170 ist unterhalb
der Schwelle H. Demgemäß bestimmt
der Tester 104, dass zur Zeit T1 das
Signal auf der Leitung 170 LO, d.h. NIEDRIG ist, als eine Anzeige
interpretiert wird, dass der Impuls die Pin-Elektronik 160 noch nicht erreicht
hat.In the window 312A has the impulse 310 the tester 100 not yet reached and the signal on the line 170 is below the threshold H. Accordingly, the tester determines 104 in that at time T 1 the signal on the line 170 LO, ie LOW, is interpreted as an indication that the pulse is the Pin electronics 160 has not reached yet.
Sodann
wird ein weiterer Impuls zu einer Zeit übertragen, die wiederum als
die Zeit t = 0 betrachtet werden kann. 3B veranschaulicht
eine Messung, die zur Zeit T1+D relativ
zur Übertragung
des Impulses vorgenommen wurde. Im Messfenster 312B hat
der Puls 310 den Tester 100 noch nicht erreicht und
das Signal ist wiederum unterhalb der Schwelle H. Diese Messung
wird angezeigt durch eine logische LO (NIEDRIG), verriegelt am Ausgang
des Komparators 266.Then, another pulse is transmitted at a time, which in turn can be considered as the time t = 0. 3B illustrates a measurement made at time T 1 + D relative to the transmission of the pulse. In the measurement window 312B has the pulse 310 the tester 100 not yet reached and the signal is again below the threshold H. This measurement is indicated by a logical LO latched at the output of the comparator 266 ,
3C veranschaulicht
eine Messung vorgenommen zur Zeit T1+2D relativ
zur Übertragung
eines anderen Impulses. In dem Messfenster 312C hat der
Impuls 310 den Tester 100 erreicht und das Signal
ist oberhalb der Schwelle H. Der Tester zeigt diesen Signalpegel
als ein logisches HI (HOCH) an. 3C Figure 12 illustrates a measurement taken at time T 1 + 2 D relative to the transmission of another pulse. In the measurement window 312C has the impulse 310 the tester 100 and the signal is above the threshold H. The tester displays this signal level as a logical HI (HIGH).
Diese
Serie von Messungen gestattet dem Tester die Bestimmung, dass ein
Puls 310 übertragen bzw.
gesendet durch den Tester 100 reflektiert wird und den
Tester 100 zu einer Zeit zwischen T1+D und T1+2D nach der Übertragung erreicht. Diese
Information gestattet eine Berechnung der Signalübertragungszeit durch die Leitung 170.
Die Signalübertragungszeit
gestattet dem Tester 100 geeicht zu werden, um jedwede
Fehler in den Zeitmessungen hervorgerufen durch Signalverzögerung in
der Leitung 170 zu entfernen.This series of measurements allows the tester to determine that one pulse 310 transmitted or sent by the tester 100 is reflected and the tester 100 reached at a time between T 1 + D and T 1 + 2D after the transmission. This information allows calculation of the signal transmission time through the line 170 , The signal transmission time allows the tester 100 be calibrated to any errors in the timing measurements caused by signal delay in the line 170 to remove.
Die
Eichung unter Verwendung von TDR ist sehr bequem, da die TDR-Messungen mittels
Schaltungen ausgeführt
werden, die im Tester 100 zum Testen der DUT 110 vorhanden
sind. Die Eichung zeigt jedoch, dass der Im puls 310 zu
einer bestimmten Zeit zwischen T1+D und
T1+2D ankam. Wenn D das kleinste Inkrement
ist, mit der der Zeitsteuergenerator 150 Testsignale spezifizieren
kann, so begrenzt dieser Wert die Auflösung der Eichungsmessungen. Es
wäre erwünscht, einen
Tester mit so viel Präzision wie
möglich
zu eichen. Es wäre
ebenfalls erwünscht, einen
Tester für
die Verwendung einer Schaltvorrichtung zu eichen, die in einem Tester
für andere
Messungen vorhanden ist.Calibration using TDR is very convenient as the TDR measurements are performed by means of circuits included in the tester 100 for testing the DUT 110 available. The calibration shows, however, that the im pulse 310 arrived at a certain time between T 1 + D and T 1 + 2D . If D is the smallest increment with which the timing generator 150 Specify test signals, this value limits the resolution of the calibration measurements. It would be desirable to calibrate a tester with as much precision as possible. It would also be desirable to calibrate a tester for the use of a switching device present in a tester for other measurements.
4 ist
eine Skizze einer programmierbaren Takterzeugungsschaltungsvorrichtung,
wie sie beispielsweise in einem Tester zu finden ist, aber bislang
nicht für
die Zeitsteuereichung verwendet wurde. Die Takterzeugungsschaltung 400 verwendet eine
Technik, die manchmal als direkte digitale Synthese (DDS = direct
digital synthesis) bezeichnet wird, um einen Takt "CLOCK_L" bzw. "TAKT_L" zu erzeugen, der
eine programmierbare Frequenz besitzt. Die Takterzeugungsschaltung 400 wird
durch ein Taktsignal MCLK getaktet. MCLK ist normalerweise ein eine
feste Frequenz besitzender Takt. Er hat eine relativ niedrige Frequenz
von ungefähr
100 MHz, so dass er genau durch den Tester 100 verteilt werden
kann. Weitere Einzelheiten der Konstruktion und der Verwendung einer
solchen Takterzeugungsschaltung können in dem US-Patent 6 188 253,
ausgegeben an Gage et al. ersehen werden. Der Titel des genannten
US-Patents ist "ANALOG
CLOCK MODULE". 4 Figure 10 is a sketch of a programmable clock generation circuit device, such as found in a tester, but not previously used for time control. The clock generation circuit 400 uses a technique sometimes referred to as direct digital synthesis (DDS) to produce a clock "CLOCK_L" or "TAKT_L" having a programmable frequency. The clock generation circuit 400 is clocked by a clock signal MCLK. MCLK is usually a fixed frequency clock. He has a relatively low frequency of about 100 MHz, so he is exactly through the tester 100 can be distributed. Further details of the construction and use of such a clock generating circuit can be found in US Pat. No. 6,188,253 issued to Gage et al. be seen. The title of said US patent is "ANALOG CLOCK MODULE".
Die
Clock- oder Takterzeugungsschaltung 400 umfasst einen numerischen
Zähleroszillator (NCO
= Numeric Counter Oscillator) 410. Einzelheiten des Aufbaus
und der Verwendung eines NCO sind der anhängigen US-Anmeldung Serial
No. 10/748,488, eingereicht am 29. Dezember 2003 zu entnehmen, wobei
deren Inhalt zum Gegenstand der vorliegenden Anmeldung gemacht wird.The clock or clock generation circuit 400 includes a Numeric Counter Oscillator (NCO) 410 , Details of the construction and use of an NCO can be found in pending U.S. application Ser. 10 / 748,488, filed December 29, 2003, the content of which is the subject of the present application.
Der
NCO 410 weist einen Akkumulator 420 auf. Der Akkumulator 420 umfasst
ein Register 422, das durch MCLK getaktet wird. Die Eingangsgröße des Registers 422 kommt
vom Addierer 424. Der Addierer 424 berechnet die
Summe des zuvor im Register 422 gespeicherten Wertes und
eines Wertes, der in ei nem Register 426 gespeichert ist.
Die Ausgangsgröße des Akkumulators 420 wird
dazu verwendet, um einen Speicher zu adressieren, der als eine Sinustabelle 430 bezeichnet
wird. Die Sinustabelle 430 speichert eine Sequenz oder
Folge von Tastwerten eines periodischen Signals, normalerweise einer
Sinuswelle. Wenn die Werte im Akkumulator 420 ansteigen,
so gibt die Sinustabelle Tastwerte aus, die Punkten auf dieser Sinuswelle
entsprechen. Die Werte in der Folge repräsentieren Punkte auf der Sinuswelle,
die aufeinander folgend später
in Phase sind. Auf diese Weise zeigt der Wert im Akkumulator 420 die
Phase der Sinuswelle zu einem speziellen Zeitpunkt an.The NCO 410 has an accumulator 420 on. The accumulator 420 includes a register 422 which is clocked by MCLK. The input size of the register 422 comes from the adder 424 , The adder 424 calculates the sum of the previously in the register 422 stored value and a value in a register 426 is stored. The output of the accumulator 420 is used to address a memory that acts as a sine table 430 referred to as. The sine table 430 stores a sequence or sequence of samples of a periodic signal, usually a sine wave. If the values in the accumulator 420 increase, the sine table outputs samples that correspond to points on this sine wave. The values in the sequence represent points on the sine wave successively later in phase. In this way, the value in the accumulator shows 420 the phase of the sine wave at a specific time.
Der
Wert im Register 426 zeigt die Größe an, durch die die Phase
von Tastwert zu Tastwert ansteigt. Demgemäß ändert die Änderung des Wertes im Register
die Rate der Änderung
der Phase, d.h. der Frequenz der Ausgangswellenform. Die Tastwerte
einer Sinuswelle geliefert durch die Sinustabelle 430 werden
in den Digital-zu-Analog-Konverter 432 eingegeben. Die
analoge Ausgangsgröße des Konverters 432 wird
an Filter 434 angelegt. Filter 434 ist ein Glättungsfilter,
welches ein Analogsignal erzeugt, das so nahe wie möglich zu
einer reinen Sinuswelle ist, wie dies praktikabel ist.The value in the register 426 indicates the amount by which the phase increases from sample value to sample value. Accordingly, changing the value in the register changes the rate of change of the phase, ie, the frequency of the output waveform. The sampling values of a sine wave supplied by the sine table 430 be in the digital-to-analog converter 432 entered. The analogue output of the converter 432 gets to filter 434 created. filter 434 is a smoothing filter that produces an analog signal that is as close as possible to a pure sine wave as practicable.
Die
Sinuswelle wird dann an einen Abschneid- oder Clippingverstärker (clipping
amplifier) 436 angelegt. Der Abschneidverstärker 436 ist
ein eine hohe Verstärkung
besitzender Verstärker,
der die Sinuswelle in eine Rechteckwelle umwandelt.The sine wave is then sent to a clipping amplifier or clipping amplifier 436 created. The clipping amplifier 436 is a high gain amplifier that converts the sine wave into a square wave.
Die
aus dem Clippingverstärker 436 kommende
Rechteckwelle kann als ein Digitaltakt oder Digitalclock dienen,
und zwar mit einer Frequenz, die dadurch programmiert werden kann,
dass man den Wert im Register 426 ändert. Der NCO 420 besitzt
jedoch eine begrenzte Auflösung,
mit der eine Frequenz programmiert werden kann. Die Auflösung hängt von
Faktoren, wie beispielsweise den Folgenden, ab: der Anzahl der Bits
der Auflösung
des Registers 426 und der Anzahl der Tastungen einer Sinuswelle
gespeichert in der Sinustabelle 430.The from the clipping amplifier 436 The coming square wave can serve as a digital clock or digital clock, with a frequency that can be programmed by changing the value in the register 426 changes. The NCO 420 However, it has a limited resolution, with which a frequency can be programmed. The resolution depends on factors such as the following: the number of bits of the resolution of the register 426 and the number of samples of a sine wave stored in the sine table 430 ,
Wenn
eine größere Auflösung erforderlich ist,
so kann eine Frequenzskalierschaltung 440 verwendet werden.
Oftmals wird eine Phasenregelschleife (PLL = phase locked loop)
als ein Frequenzvervielfacher verwendet. Die phasenverriegelte Schleife
kann die Frequenz mit einer ganzzahlige Größe, die programmiert werden
kann, multiplizieren. Ein Zähler
kann als ein Frequenzteiler verwendet werden. Ein Zähler kann
die Frequenz durch eine ganzzahlige Größe, die auch programmiert werden kann,
teilen. Ein Frequenzvervielfacher und ein Frequenzteiler können zusammen
verwendet werden, um die Frequenz aus dem NCO zu skalieren, und zwar
durch nicht ganzzahlige Größen gleich
dem Verhältnis
zwischen der Frequenzmultiplikation vorgesehen durch die PLL und
der Frequenzdivision durch den Zähler.If greater resolution is required, then a frequency scaling circuit may be used 440 be used. Often, a phase locked loop (PLL) is used as a frequency multiplier. The phase-locked loop can multiply the frequency by an integer size that can be programmed. A counter can be used as a frequency divider. A counter can divide the frequency by an integer size, which can also be programmed. A frequency multiplier and a frequency divider may be used together to scale the frequency out of the NCO by non-integer quantities equal to the ratio between the frequency multiplication provided by the PLL and the frequency division by the counter.
Das
Blockdiagramm der 4 ist ein vereinfachtes Blockdiagramm
einer Takterzeugungsschaltung. Konventionelle Elemente einer solchen
Schaltung sind nicht ausdrücklich
gezeigt. Beispielsweise ist die Schaltungsanordnung zum Laden des
Registers 426 nicht gezeigt. In ähnlicher Weise ist die Schaltungsanordnung
zum Rücksetzen
oder Laden des Akkumulatorregisters 422 nicht gezeigt.
Eine derartige Schaltanordnung würde
jedoch routinemäßig in einer
Takterzeugungsschaltung der gezeigten Bauart eingebaut sein.The block diagram of 4 is a simplified block diagram of a clock generation circuit. Conventional elements of such a circuit are not expressly shown. For example, the circuitry for loading the register 426 Not shown. Similarly, the circuitry is for resetting or charging the accumulator register 422 Not shown. However, such a circuit arrangement would routinely be incorporated in a clock generating circuit of the type shown.
Obwohl
Takterzeugungsschaltungen gemäß 4 bekannt
sind, wurden derartige Schaltungen nicht in der unten beschriebenen
Art und Weise verwendet. Darüber
hinaus wäre
es außerordentlich
erwünscht,
Zeitmessungen mit sehr hoher Präzision vorzusehen
und es wäre
insbesondere vorteilhaft, Messungen mit hoher Auflösung mit
Schaltungsanordnungen vorzunehmen, wie sie konventioneller Weise
in einem Tester vorhanden sind.Although clock generating circuits according to 4 Such circuits have not been used in the manner described below. In addition, it would be highly desirable to provide very high precision time measurements, and it would be particularly advantageous to make high resolution measurements with circuitry such as is conventionally present in a tester.
ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNGSUMMARY
THE INVENTION
Gemäß einem
Aspekt der Erfindung bezieht diese sich auf eine Zeitmessvorrichtung,
die eine erste Takterzeugungsschaltung, die ein erstes Taktsignal
ausgibt, und eine zweite Takterzeugungsschaltung, die ein zweites
Taktsignal ausgibt, aufweist. Die erste Takterzeugungsschaltung
weist einen ersten nu merischen Zähleroszillator
auf und die zweite Takterzeugungsschaltung weist einen zweiten numerischen
Zähleroszillator
auf. Ein Takteingang oder eine Takteingangsgröße ist mit dem ersten numerischen Zähleroszillator
und dem zweiten numerischen Zähleroszillator
gekoppelt. Die Takteingangsgröße steuert
die Rate, mit der der erste numerische Zähleroszillator und der zweite
numerische Zähleroszillator
inkrementieren, d.h. weiterschalten. Mindestens ein Sequenzer steuert
den Betrieb der Zeitmessvorrichtung. Der Sequenzer bzw. die Sequenzer
erzeugen ein erstes Steuersignal, synchronisiert mit dem ersten
Taktsignal und ein zweites Steuersignal, synchronisiert mit dem
zweiten Taktsignal.According to one
Aspect of the invention relates to a timing device,
a first clock generating circuit, which is a first clock signal
and a second clock generating circuit, which outputs a second
Clock signal outputs, has. The first clock generation circuit
has a first nu meric counter oscillator
on and the second clock generating circuit has a second numeric
counter oscillator
on. A clock input or a clock input is the first numeric counter oscillator
and the second numeric counter oscillator
coupled. The clock input size controls
the rate at which the first numeric counter oscillator and the second
numeric counter oscillator
increment, i. next turn. At least one sequencer controls
the operation of the timing device. The sequencer or the sequencer
generate a first control signal, synchronized with the first one
Clock signal and a second control signal, synchronized with the
second clock signal.
Gemäß einem
weiteren Aspekt bezieht sich die Erfindung auf ein Testgerät oder eine
Testausrüstung
mit einem Testpunkt, der geeignet ist, um mit mindestens einer Leitung
verbunden zu werden. Das Testgerät
besitzt eine Treiberschaltung mit einem Ausgang gekoppelt mit dem
Testpunkt und eine Zeitsteuereingangsgröße bzw. einen Zeitsteuereingang zum
Steuern der Zeit, bei der der Treiber ein Signal an den Testpunkt
legt oder treibt. Eine Komparatorschaltung besitzt einen Eingang,
gekoppelt mit dem Testpunkt und eine Zeitsteuereingangsgröße, die
die Zeit steuert, zu der die Komparatorschaltung den Wert eines
Signals am Testpunkt misst. Eine erste Schaltung umfasst einen ersten
numerischen Zähleroszillator
und besitzt einen Ausgang gekoppelt mit dem Zeitsteuereingang der
Treiberschaltung. Eine zweite Schaltung umfasst einen zweiten numerischen
Zähleroszillator
und besitzt eine Ausgangsgröße oder
einen Ausgang gekoppelt mit dem Zeitsteuereingang der Komparatorschaltung.
Ein Leiter führt ein
Synchronisationssignal zwischen der ersten Schaltung und der zweiten
Schaltung.According to one
In another aspect, the invention relates to a test device or a
test equipment
with a test point that is suitable to be connected to at least one line
to be connected. The test device
has a driver circuit with an output coupled to the
Test point and a time control input or a time control input to
Control the time at which the driver sends a signal to the test point
puts or drives. A comparator circuit has an input,
coupled with the test point and a timing input that
controls the time at which the comparator circuit the value of a
Measures signal at the test point. A first circuit comprises a first one
numeric counter oscillator
and has an output coupled to the timing input of
Driver circuit. A second circuit comprises a second numeric
counter oscillator
and has an output or
an output coupled to the timing input of the comparator circuit.
A leader introduces
Synchronization signal between the first circuit and the second
Circuit.
Gemäß einem
weiteren Aspekt bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur
Messung einer Zeitdifferenz. Das Verfahren umfasst die Erzeugung eines
ersten Takts mit einer ersten Frequenz und das frequenzgesteuerte
Ansprechen auf mindestens einen Wert. Ein zweiter Takt wird erzeugt,
um eine zweite Frequenz zu besitzen, und zwar korreliert mit der
ersten Frequenz, wobei die Frequenz und Phase des zweiten Taktes
relativ zur Phase des ersten Tak tes gesteuert ist, ansprechend auf
mindestens einen Digitalwert. Ein Messintervall wird synchronisiert
mit dem ersten Takt gestartet, und synchronisiert mit dem zweiten
Takt beendet.According to one
In another aspect, the invention relates to a method for
Measurement of a time difference. The method comprises the generation of a
first clock with a first frequency and the frequency controlled
Response to at least one value. A second clock is generated
to have a second frequency, which correlates with the
first frequency, the frequency and phase of the second clock
controlled relative to the phase of the first clock, responsive to
at least one digital value. A measurement interval is synchronized
started with the first clock, and synchronized with the second clock
Clock ended.
Die
Vorrichtung sowie das Verfahren gemäß der Erfindung können beim
automatischen Testgerät eingesetzt
werden, wie beispielsweise zur Vornahme von TDR-Messungen.The
Device and the method according to the invention can in
used automatic test device
such as taking TDR measurements.
KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGENSHORT DESCRIPTION
THE DRAWINGS
Die
beigefügten
Zeichnungen sind nicht maßstabsgetreu.
In den Zeichnungen sind identische oder nahezu identische Komponenten
in den verschiedenen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
Aus Gründen
der Klarheit ist nicht jede Komponente in jeder Zeichnung bezeichnet.
In der Zeichnung zeigt:The attached drawings are not to scale. In the drawings, identical or nearly identical components in the various figures are denoted by the same reference numerals designated. For clarity, not every component in each drawing is labeled. In the drawing shows:
1 ein
Blockdiagramm eines Testers gemäß dem Stand
der Technik; 1 a block diagram of a tester according to the prior art;
2 eine
Skizze, welche eine bekannte TDR-Messung veranschaulicht; 2 a sketch illustrating a known TDR measurement;
3A ... 3C eine
Reihe von Skizzen, welche einen bekannten "Flankenfind"-Algorithmus zum Messen der Zeitsteuerung
eines Signals veranschaulichen; 3A ... 3C a series of sketches illustrating a known "edge finding" algorithm for measuring the timing of a signal;
4 ein
Blockdiagramm einer Takterzeugungsschaltung gemäß dem Stand der Technik; 4 a block diagram of a clock generating circuit according to the prior art;
5 ein
Blockdiagramm einer Zeitmessschaltung gemäß der Erfindung; und 5 a block diagram of a timing circuit according to the invention; and
6 ein
Flussdiagramm eines Zeitmessverfahrens gemäß der Erfindung. 6 a flow chart of a timing method according to the invention.
DETAILLIERTE
BESCHREIBUNGDETAILED
DESCRIPTION
Die
Erfindung ist in ihrer Anwendung nicht auf Details der Konstruktion
und der Anordnung von Komponenten beschränkt, wie sie in der folgenden Beschreibung
gezeigt und erläutert
ist so wie in den Zeichnungen dargestellt ist. Die Erfindung ist
auch anwendbar auf andere Ausführungsbeispiele
und die Erfindung kann ferner auch auf verschiedene andere Arten
verwendet werden.The
Invention is not in its application to details of construction
and the arrangement of components as limited in the following description
shown and explained
is as shown in the drawings. The invention is
also applicable to other embodiments
and the invention may also be implemented in various other ways
be used.
Auch
sind die hier verwendeten Phrasen und die hier benutzte Terminologie,
wie sie für
die Zwecke der Beschreibung verwendet werden, nicht einschränkend zu
verstehen. Die Verwendung von "einschließlich", "aufweisend" oder "besitzend", "enthaltend", "umfassend" und Variationen
davon soll die darauf folgenden Dinge umfassen und auch Äquivalente
davon, sowie zusätzliche
Dinge.Also
are the phrases used here and the terminology used here,
as for
The purposes of the description used are not restrictive to
understand. The use of "including," "having," or "possessing," "containing," "comprising," and variations
this should include the following things and equivalents
of it, as well as additional
Things.
5 veranschaulicht
eine Schaltungsanordnung, die dazu verwendet werden kann, um eine Zeitmessung
auszuführen,
die genauer ist als dies für bekannte
Verfahrensweisen der Fall ist. Die Zeitmessungen mit Auflösungen in
der Größenordung
von Femtosekunden sind ohne weiteres erreichbar unter Verwendung
von Schaltungsanordnungen, wie sie in einem konventionellen Tester
vorhanden sind. Selbst Messungen mit höherer Auflösung sind möglich mit Schaltungen mit höherer Auflösung. In
dem dargestellten Ausführungsbeispiel
wird die Schaltungsanordnung dazu verwendet, um eine TDR-Messung vorzunehmen,
wie diese zur Eichung in einem Testsystem zu verwenden wäre. 5 FIG. 12 illustrates a circuit arrangement that may be used to perform a time measurement that is more accurate than known methods. The time measurements with resolutions on the order of femtoseconds are readily achievable using circuitry such as that found in a conventional tester. Even higher resolution measurements are possible with higher resolution circuits. In the illustrated embodiment, the circuitry is used to make a TDR measurement as would be used for calibration in a test system.
Die
Zeitmessschaltung umfasst Impulserzeugungsschaltungen 500A und 500B.
Die Impulserzeugungsschaltung 500A erzeugt einen Impuls,
der die Zeit steuert, mit der ein Impuls bei Beginn einer Zeitmessung übertragen
oder gesendet wird. Der Impuls von der Schaltung 500A taktet
(clocks) die Verriegelungsschaltung 164 in der Pin-Elektronik 160. Die
Quelle der in die Verriegelungsschaltung 164 eingegebenen
Daten ist in der 5 nicht gezeigt. Es kann sich
dabei um irgendwelche geeigneten Mittel handeln, die einen logischen
Wert einstellen, der bewirkt, dass ein Impuls dann erzeugt wird,
wenn die Verriegelungsschaltung 164 getaktet wird. Demgemäß kann das
von der Impulserzeugungsschaltung 500A kommende Signal
als die Zeit t = 0 bestimmend angesehen werden, wie es in den 3A bis 3B gezeigt
ist. Das spezielle Verfahren, durch welches die Dateneingabe zur
Verriegelungsschaltung 164 vorgenommen wird, ist nicht
kritisch. Das Einstellen bzw. Setzen könnte beispielsweise durch einen
Mustergenerator 140 (1) erfolgen.The timing circuit includes pulse generating circuits 500A and 500B , The pulse generation circuit 500A generates a pulse which controls the time at which a pulse is transmitted or transmitted at the beginning of a time measurement. The pulse from the circuit 500A clocks (clocks) the latch circuit 164 in the pin electronics 160 , The source of the latching circuit 164 entered data is in the 5 Not shown. It may be any suitable means that sets a logical value that causes a pulse to be generated when the latch circuit 164 is clocked. Accordingly, that of the pulse generating circuit 500A incoming signal will be regarded as determining the time t = 0, as in the 3A to 3B is shown. The special method by which the data input to the latch circuit 164 is made is not critical. The setting could, for example, by a pattern generator 140 ( 1 ) respectively.
Die
Impulserzeugungsschaltung 500B erzeugt einen Impuls, der
ein Messfenster steuert, wie beispielsweise 312A ... 312C in
den 3A ... 3C. Dieser
Impuls taktet die Verriegelungsschaltung 180 innerhalb
der Pin-Elektronik 160. Die Ausgangsgröße der Verriegelungsschaltung 180 läuft zum
Sequenzer 550B. Wie weiter unten im Einzelnen beschrieben
wird, führt
die Zeitmessschaltung der 5 einen
Flankenfind-Algorithmus aus. Der Sequenzer 550B überwacht
die Ausgangsgröße der Verriegelungsschaltung 180 um
zu bestimmen, wann die Flanke detektiert ist. Vorteilhafter Weise
kann die relative Zeitsteuerung der Signale von den Impulsgeneratoren 500A und 500B sehr
genau zeitgesteuert werden und zwar für eine sehr präzise Zeitmessung. Die
Impulserzeugungsschaltung 500A empfängt ein Signal, bezeichnet
oder identifiziert als D_SYNC. D_SYNC ist ein Befehl, der bewirkt,
dass die Impulserzeugungsschaltung 500A und 500B sich
miteinander synchronisieren. Das Signal D_SYNC könnte beispielsweise aus einem
Befehl von einem Mustergenerator 140 abgeleitet werden.
Die Impulserzeugungsschaltung 500B ist strukturell ähnlich der
Impulserzeugungsschaltung 500A. Die Schaltungen 500A und 500B arbeiten
zusammen, um den Anfang und das Ende eines Messintervalls zu definieren.The pulse generation circuit 500B generates a pulse that controls a measurement window, such as 312A ... 312C in the 3A ... 3C , This pulse clocks the latch circuit 180 inside the pin electronics 160 , The output of the latch circuit 180 runs to the sequencer 550B , As will be described in detail below, the time measurement circuit performs the 5 a slope finding algorithm. The sequencer 550B monitors the output of the latch circuit 180 to determine when the edge is detected. Advantageously, the relative timing of the signals from the pulse generators 500A and 500B be timed precisely for a very precise timekeeping. The pulse generation circuit 500A receives a signal designated or identified as D_SYNC. D_SYNC is a command that causes the pulse generation circuit 500A and 500B synchronize with each other. For example, the signal D_SYNC could be from a command from a pattern generator 140 be derived. The pulse generation circuit 500B is structurally similar to the pulse generating circuit 500A , The circuits 500A and 500B work together to define the beginning and end of a measurement interval.
Die
Impulserzeugungsschaltung 500A umfasst NCO 510A.
Der NCO 510A kann ein NCO, wie er im Stand der Technik
bekannt ist, sein, wie beispielsweise ein NCO 410 (4).
Der NCO 510A ist durch einen Bezugstakt MCLK getaktet und
erzeugt einen Digitaltakt programmierbarer Frequenz. Der durch den
NCO 510A erzeugt Takt wird zur Frequenzskalierschaltung 540A geleitet.
Die Frequenzskalierschaltung 540A erzeugt Mehrfachtakte
und zwar alle bei Frequenzen, die ein ganzzahliges oder nicht ganzzahliges
Vielfaches der Frequenz des NCO 510A sind. Die Takte werden
alle von der gleichen Quelle erzeugt und sind daher zeitlich korreliert. Die
Frequenzskalierschaltung 540A kann eine bekannte Frequenzskalierschaltung
sein, wie beispielsweise Frequenzskalierschaltung 440 (4).
Die spezielle Frequenz, mit der der NCO 510A ein Taktsignal
erzeugt, ist nicht kritisch für
die Erfindung.The pulse generation circuit 500A includes NCO 510A , The NCO 510A For example, an NCO may be as known in the art, such as an NCO 410 ( 4 ). The NCO 510A is clocked by a reference clock MCLK and generates a digital clock of programmable frequency. The one by the NCO 510A generated clock becomes the Frequenzskalierschaltung 540A directed. The frequency scaling circuit 540A produces multiple clocks, all at frequencies that are an integer or non-integer multiple of the frequency of the NCO 510A are. The clocks are all generated from the same source and are therefore time correlated. The frequency scaling circuit 540A may be a known Frequenzskalierschaltung, such as Frequenzskalierschaltung 440 ( 4 ). The special frequency with which the NCO 510A generates a clock signal is not critical to the invention.
Eine
Zeitmessung wird initiiert mit der Feststellung des D_SYNC-Signals.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel
wird angenommen, dass das D_SYNC-Signal
sich in der gleichen Taktdomäne
befindet, wie die Takte, ausgegeben durch die Frequenzskalierschaltung 540A.
Eine "Taktdomäne" bezieht sich auf
Schaltungen, die durch einen einzigen Takt oder einen Satz von Takten,
die korrelierte Signale sind, getaktet wird. Im digitalen Design
ist es vorzuziehen, dass die Eingangsgrößen zu einer Schaltung zu Zeiten
erfolgen, die mit dem Takt korreliert sind, der die Arbeitsvorgänge oder
Operationen innerhalb dieser Schaltung zeitlich steuert. Ansonsten
könnte
die Schaltung eine Operation ausführen, bevor das Eingangssignal
angelegt ist oder könnte
zu einer Zeit weiterarbeiten, nachdem die Eingangsgröße ihren
Zustand geändert
hat. Dieses Fehlen von Synchronisation kann unerwünschte Resultate
erzeugen. Demgemäß gilt Folgendes:
wenn ein in einer Zeitdomäne
erzeugtes Signal in eine Schaltungsanordnung in einer anderen Zeitdomäne geleitet
wird, ist es üblich
oder konventionell, das Signal mit der neuen Zeitdomäne zu synchronisieren,
beispielsweise durch Verriegeln des Signals mit einem Takt synchronisiert
mit der neuen Zeitdomäne,
wobei gesagt wird, dass sie in einer Taktdomäne sind, wenn sie zu Zeiten
auftreten, die mit den Takten, die die Schaltung der Zeitdomäne takten,
korreliert sind.Timing is initiated upon detection of the D_SYNC signal. In the illustrated embodiment, it is assumed that the D_SYNC signal is in the same clock domain as the clocks output by the frequency scaling circuit 540A , A "clock domain" refers to circuits that are clocked by a single clock or set of clocks that are correlated signals. In digital design, it is preferable that the inputs to a circuit be at times correlated to the timing of the operations or operations within that circuit. Otherwise, the circuit could perform an operation before the input signal is asserted or could continue to operate at a time after the input has changed state. This lack of synchronization can produce undesirable results. Accordingly, if a signal generated in a time domain is passed into circuitry in a different time domain, it is conventional or conventional to synchronize the signal to the new time domain, for example, by locking the signal at a clock synchronized with the new time domain, being said to be in a clock domain when they occur at times correlated to the clocks timing the time domain circuit.
Unter
Bezugnahme auf 5 wird Folgendes ausgeführt: die
Ausgangsgrößen des
NCO 510A und 510B sind mit Wahrscheinlichkeit
nicht in der gleichen Zeitdomäne
wie die Schaltung, die ein Befehl zum Starten einer Zeitmessung
initiiert. Eine gewisse Synchronisation könnte verwendet werden. Das
spezielle Verfahren zur Synchronisation, durch die das D_SYNC-Signal
als ein Befehl erzeugt wird, ist jedoch nicht kritisch für die Erfindung
und Details dieser Synchronisation sind nicht gezeigt. Das D_SYNC-Signal
wird als eine Eingangsgröße an das Flip-Flop 514A geliefert.
Das Flip-Flop 514A wird durch CLK_L1A, erzeugt durch die
Frequenzskalierschaltung 540A, getaktet. Das Flip-Flop 514A richtet das
D_SYNC-Signal mit dem CLK_L1A aus.With reference to 5 the following is executed: the output of the NCO 510A and 510B are unlikely to be in the same time domain as the circuit that initiates a command to start a time measurement. Some synchronization could be used. However, the particular method of synchronization by which the D_SYNC signal is generated as a command is not critical to the invention and details of this synchronization are not shown. The D_SYNC signal is applied as an input to the flip-flop 514A delivered. The flip-flop 514A is determined by CLK_L1A, generated by the frequency scaling circuit 540A , timed. The flip-flop 514A aligns the D_SYNC signal with the CLK_L1A.
Die
Ausgangsgröße des Flip-Flops 514A wird
als eine der geschalteten Eingangsgrößen an den Multiplexer 516A geliefert.
Die Steuereingänge zum
Mul tiplexer 516A sind nicht ausdrücklich gezeigt. Für eine Zeitmessung
ist der Multiplexer 516A jedoch vorzugsweise gesteuert,
um die Ausgangsgröße des Flip-Flops 514A zum
Eingang des Flip-Flops 518A zu leiten. Eine zweite geschaltete Eingangsgröße des Multiplexers 516A ist
mit der Impulserzeugungsschaltung 500B verbunden. Diese Verbindung
gestattet, dass das D_SYNC-Signal durch
ein Synchronisationssignal von der Impulserzeugungsschaltung 500B ersetzt
wird. Diese alternative Verbindung ist für normale Zeitmessungen nicht erforderlich
und der Multiplexer 516A könnte vollständig weggelassen werden. Die
alternative Verbindung könnte
jedoch zur Fehlerbeseitigung verwendet werden und zwar einschließlich eines
Multiplexers 516A der gestattet, dass die Schaltungen 500A und 500B identische
Hardware aufweisen.The output of the flip-flop 514A is sent to the multiplexer as one of the switched inputs 516A delivered. The control inputs to the Mul tiplexer 516A are not expressly shown. For a time measurement is the multiplexer 516A however, preferably controlled to the output of the flip-flop 514A to the input of the flip-flop 518A to lead. A second switched input of the multiplexer 516A is with the pulse generating circuit 500B connected. This connection allows the D_SYNC signal to be generated by a synchronization signal from the pulse generation circuit 500B is replaced. This alternative connection is not required for normal time measurements and the multiplexer 516A could be left out completely. However, the alternative connection could be used for debugging, including a multiplexer 516A which allows the circuits 500A and 500B have identical hardware.
Das
Flip-Flop 518A wird durch die logische Umkehrung oder das
logische Inverse des Takts, geliefert an Flip-Flop 514A,
getaktet. Flip-Flop 518A ist in der Impulserzeugungsschaltung
umfasst, so dass die Schaltungen 500A und 500B symmetrisch
sind. Es könnte
auch zu Fehlerbeseitigungen der Schaltung verwendet werden.The flip-flop 518A is given by the logical inverse or the logical inverse of the clock, supplied to flip-flop 514A , timed. Flip-flop 518A is included in the pulse generating circuit, so that the circuits 500A and 500B are symmetrical. It could also be used to troubleshoot the circuit.
Die
Ausgangsgröße des Flip-Flops 518A wird
an das Flip-Flop 520A geliefert. Das Flip-Flop 520A wird
CLK_L1-getaktet von der Frequenzskalierschaltung 540A.
Die Frequenz dieses Taktes stimmt mit der Frequenz des Takttreibersequenzers 550A überein.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel wird
der Sequenzer 550A mit einer Frequenz getaktet, die das
Vierfache der Frequenz des MCLK ist. Das Flip-Flop 520A stellt
sicher, dass das D_SYNC-Signal am Sequenzer 550A zu einer
Zeit ankommt, die synchronisiert ist mit dem Takt-Clocking-Sequenzer 550A.The output of the flip-flop 518A gets to the flip-flop 520A delivered. The flip-flop 520A CLK_L1 is clocked by the frequency scaling circuit 540A , The frequency of this clock coincides with the frequency of the clock driver sequencer 550A match. In the illustrated embodiment, the sequencer 550A clocked at a frequency four times the frequency of the MCLK. The flip-flop 520A Make sure the D_SYNC signal is on the sequencer 550A arrives at a time synchronized with the clock clocking sequencer 550A ,
Die
Ausgangsgröße des Flip-Flops 520A dient
als ein Startsignal für
den Sequenzer 550A. Der Sequenzer 550A erzeugt
ein Ausgangssignal, das zum Flip-Flop 552A geleitet wird.The output of the flip-flop 520A serves as a start signal for the sequencer 550A , The sequencer 550A generates an output signal that goes to the flip-flop 552A is directed.
Das
Flip-Flop 552A wird durch CLK_L1 getaktet und seine Ausgangsgröße ist daher
mit diesem Takt synchronisiert. Die Ausgangsgröße des Flip-Flops 552A wird
an die Pin-Elektronik 160 geliefert, um die Erzeugung eines
Ausgangsimpulses zu steuern. Der Dateneingang zur Pin-Elektronik 160 ist nicht
gezeigt aber wird vorzugsweise eingestellt oder gesetzt, wie beispielsweise
durch den Mustergenerator 140 und zwar auf einen logischen
HI-Wert bevor der Mustergenerator das D_SYNC-Signal ausgibt, welches
die Zeitmessung startet.The flip-flop 552A is clocked by CLK_L1 and its output is therefore synchronized with this clock. The output of the flip-flop 552A gets to the pin electronics 160 supplied to control the generation of an output pulse. The data input to the pin electronics 160 is not shown but is preferably set or set, such as by the pattern generator 140 and to a logical HI value before the pattern generator outputs the D_SYNC signal which starts timing.
Das
Flip-Flop 552A ist als mit dem Takteingang des Flip-Flops 164 verbunden
dargestellt und zwar innerhalb der Pin-Elektronik 160.
Wie oben beschrieben repräsentiert
das Flip-Flop 164 einen Formatierer oder eine andere Schaltung,
die die Pin-Elektronik 160 steuert, um die erforderlichen
Signale zu erzeugen. Infolge dessen wird ein Impuls, wie beispielsweise
der Impuls 210 (2) übertragen und zwar ansprechend
darauf, dass das Flip-Flop 552 betätigt ist. Demgemäß wird der
Impuls zu einer durch die Schaltung 500A gesteuerten Zeit
gesendet. Diese Zeit wird durch CLK_L1 gesteuert.The flip-flop 552A is as with the clock input of the flip-flop 164 shown connected within the pin electronics 160 , As described above, the flip-flop represents 164 a formatter or other circuit that uses the pin electronics 160 controls to generate the required signals. As a result, a pulse such as the pulse becomes 210 ( 2 ) transfer in response to the fact that the flip-flop 552 is pressed. Accordingly, the pulse becomes one through the circuit 500A controlled time sent. This time is controlled by CLK_L1.
Die
Impulserzeugungsschaltung 500B erzeugt einen Impuls, der
das Flip-Flop 180 steuert. Der durch die Impulserzeugungsschaltung 500B erzeugte
Impuls steuert die Zeitsteuerung eines Messfensters, wie beispielsweise 312A ... 312C in
den 3A ... 3C.The pulse generation circuit 500B generates a pulse that the flip-flop 180 controls. The one generated by the pulse generation circuit 500B generated pulse controls the timing of a measurement window, such as 312A ... 312C in the 3A ... 3C ,
Die
Impulserzeugungsschaltung 500B kann strukturell ähnlich zur
Impulserzeugungsschaltung 500A sein. Sie enthält einen
NCO 510B, der vorzugsweise wie der NCO 510A konstruiert
ist. Die Impulserzeugungsschaltung 500B umfasst auch eine Frequenzskalierschaltung 540B,
die ähnlich
der Frequenzskalierschaltung 540A ist.The pulse generation circuit 500B structurally similar to the pulse generation circuit 500A be. It contains an NCO 510B which preferably is like the NCO 510A is constructed. The pulse generation circuit 500B also includes a frequency scaling circuit 540B similar to the frequency scaling circuit 540A is.
Vorzugsweise
ist die NCO 510B programmiert zur Erzeugung eines Signals
mit der gleichen Frequenz wie der NCO 510A. Die Phase des
durch den NCO 510B erzeugten Signals ist jedoch gegenüber der
Phase des Signals erzeugt durch den NCO 510A versetzt.
Die Erzeugung von zwei Signalen mit einer relativen Phasendifferenz
kann dadurch erreicht werden, dass man den NCO 510A und
den NCO 510B zur gleichen Zeit mit unterschiedlichen Anfangswer ten,
gespeichert in ihren Akkumulatoren, wie beispielsweise Register 422 (4),
startet.Preferably, the NCO is 510B programmed to generate a signal of the same frequency as the NCO 510A , The phase of the NCO 510B However, the signal generated is opposite to the phase of the signal generated by the NCO 510A added. The generation of two signals with a relative phase difference can be achieved by changing the NCO 510A and the NCO 510B at the same time, with different initial values stored in their accumulators, such as registers 422 ( 4 ) starts.
Die
Impulserzeugungsschaltung 500B umfasst Flip-Flop 514B,
das ein Signal D_SYNC_2 empfängt.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel
werden beide Impulserzeugungsschaltungen 500A und 500B durch
D_SYNC synchronisiert. Die D_SYNC_2-Eingangsgröße wird für die Symmetrie zwischen den
Impulsgeneratorschaltungen 500A und 500B und als
Fehlerbeseitigungshilfe vorgesehen.The pulse generation circuit 500B includes flip-flop 514B receiving a signal D_SYNC_2. In the illustrated embodiment, both pulse generating circuits 500A and 500B synchronized by D_SYNC. The D_SYNC_2 input is used for symmetry between the pulse generator circuits 500A and 500B and provided as a troubleshooting aid.
Der
Multiplexer 516B ist von ähnlicher Konstruktion wie der
Multiplexer 516A. Der Multiplexer 516B empfängt als
geschaltete Eingangsgrößen die Ausgangsgrößen der
Flip-Flops 514A und 514B. Für eine Zeitsteuermessung wird
der Multiplexer 516B konfiguriert zur Schaltung der Ausgangsgröße des Flip-Flops 514A zum
Eingang des Flip-Flops 518B. Das Schalten des Ausgangs
des Flip-Flops 514A auf die Eingänge der beiden Flip-Flops 518A und 518B stellt
sicher, dass beide Impulserzeugungsschaltungen 500A und 500B ein
Synchronisationssignal von der gleichen Quelle erhalten.The multiplexer 516B is of similar construction as the multiplexer 516A , The multiplexer 516B receives as switched inputs the outputs of the flip-flops 514A and 514B , For a timing measurement, the multiplexer 516B configured to switch the output of the flip-flop 514A to the input of the flip-flop 518B , Switching the output of the flip-flop 514A on the inputs of the two flip-flops 518A and 518B ensures that both pulse generating circuits 500A and 500B receive a synchronization signal from the same source.
Die
Ausgangsgröße des Flip-Flops 518B repräsentiert
den Startimpuls synchronisiert mit dem Takt-CLK_L2A erzeugt durch
NCO 510B und der Frequenzskalierschaltung 540B.
Vorzugsweise haben CLK_L1A und CLK_L2A die gleiche Frequenz.The output of the flip-flop 518B represents the start pulse synchronized with the clock CLK_L2A generated by NCO 510B and the frequency scaling circuit 540B , Preferably, CLK_L1A and CLK_L2A have the same frequency.
Die
Ausgangsgröße bzw.
der Ausgang der Flip-Flops 518B ist mit dem Dateneingang
des Flip-Flops 520B gekoppelt. Das Flip-Flop 520B wird durch
den Takt-CLK_L2 erzeugt durch NCO 510B und die Frequenzskalierschaltung 540B getaktet.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel
hat dieser Takt eine Frequenz, die das Vierfache der Frequenz von CLK_L2A
ist. Sie steht in Anpassung mit der Frequenz, mit der der Sequenzer 550B getaktet
wird.The output or the output of the flip-flops 518B is connected to the data input of the flip-flop 520B coupled. The flip-flop 520B is generated by the clock CLK_L2 by NCO 510B and the frequency scaling circuit 540B clocked. In the illustrated embodiment, this clock has a frequency that is four times the frequency of CLK_L2A. It is in adjustment with the frequency with which the sequencer 550B is clocked.
Der
Sequenzer 550B kann mit sequentieller Logikschaltung, wie
im Stande der Technik bekannt, implementiert werden. Er überwacht
den Digitalwert im NCO 510B, wie beispielsweise in einem
Akkumulatorregister 422 (4). Der
Sequenzer 550B überwacht
diesen Wert, bis er einen Wert detektiert, der die Zeit anzeigt,
die vergangen ist von der Übertragung
eines Impulses zu einem gewünschten
Messfenster, wie beispielsweise 312A bis 312C in 3. Wenn der Wert im Akkumulatorregister 422 in
dieser Zeit "überläuft", zählt der
Sequenzer 550B die "Überläufe". Auf diese Weise
ist die Dauer der Zeitmessung nicht durch die Anzahl der Bits im
Akkumulatorregister 422 begrenzt.The sequencer 550B can be implemented with sequential logic circuitry as known in the art. He monitors the digital value in the NCO 510B , such as in an accumulator register 422 ( 4 ). The sequencer 550B monitors this value until it detects a value indicating the time elapsed from the transmission of a pulse to a desired measurement window, such as 312A to 312C in 3 , If the value in the accumulator register 422 in this time "overflows", counts the sequencer 550B the "overflows". In this way, the duration of the time measurement is not determined by the number of bits in the accumulator register 422 limited.
Die
Zeitgröße oder
Zeitlänge,
die der Sequenzer 550 nachführt oder verfolgt ist programmierbar.
Am Ende des programmierten Intervalls gibt der Sequenzer 550B einen
Impuls an das Flip-Flop 552B aus. Das Flip-Flop 552B wird
durch einen Takt getaktet, der erzeugt wird durch NCO 510B und
Frequenzskalierschaltung 540B. Demgemäß ist der Ausgangsimpuls des
Flip-Flops 552 mit diesem Takt synchronisiert einschließlich irgendwelcher
Phasenversetzung oder Phasenverschiebung, die durch die anfängliche
Einstellung von NCO 510B eingeführt wurde.The time size or length of time that the sequencer 550 tracking or tracking is programmable. At the end of the programmed interval gives the sequencer 550B a pulse to the flip-flop 552B out. The flip-flop 552B is clocked by a clock generated by NCO 510B and frequency scaling circuit 540B , Accordingly, the output pulse of the flip-flop 552 synchronized with this clock including any phase offset or phase shift caused by the initial setting of NCO 510B was introduced.
Die
Ausgangsgröße des Flip-Flops 552B wird
an Flip-Flop 180 geliefert, und zwar innerhalb der Pin-Elektronik 160.
Sie steuert die Zeitsteuerung des Vergleichsvorgangs oder der Vergleichsoperation.
In dem Zusammenhang, der in den 3A bis 3C veranschaulichten
Messung setzt der Sequenzer 550B die Zeit des Messfensters.The output of the flip-flop 552B gets to flip-flop 180 delivered, within the pin electronics 160 , It controls the timing of the comparison operation or the comparison operation. In the context, in the 3A to 3C illustrated measurement sets the sequencer 550B the time of the measurement window.
In
dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird
die Ausgangsgröße des Flip-Flops 180 an
den Sequenzer 550B geliefert. Der Sequenzer 500B bestimmt,
ob die Ausgangsgröße der Pin-Elektronik
einen Wert anzeigt, der eine Flanke repräsentiert am Ende des Zeitintervalls,
welches gemessen wird. Die Sequenzer 550A und 550B steuern
einen Tester 100, um die in Verbindung mit 6 beschriebenen
Funktionen auszuführen.In the illustrated embodiment, the output of the flip-flop 180 to the sequencer 550B delivered. The sequencer 500B determines whether the output of the pin electronics indicates a value representing an edge at the end of the time interval being measured. The sequencers 550A and 550B control a tester 100 to be in contact with 6 perform the functions described.
6 veranschaulicht
ein Verfahren, durch das die Schaltung, wie beispielsweise in 5 gezeigt,
zur Durchführung
einer TDR-Messung verwendet wer den kann. Beim Schritt 610 werden
die Sequenzer 550A und 550B für die Messung initialisiert. 6 illustrates a method by which the circuit, such as in 5 shown used to perform a TDR measurement who can. At the step 610 will the se Quenzer 550A and 550B initialized for the measurement.
Beim
Schritt 612 werden die NCOs 510A und 510B zur
Erzeugung von Takten der gleichen Frequenz aber mit unterschiedlicher
Phase programmiert. Die Phasenverschiebung oder Phasenversetzung
kann dadurch eingeführt
werden, dass man einen Anfangswert im Akkumulator 422 des
NCO 510B speichert.At the step 612 become the NCOs 510A and 510B programmed to generate clocks of the same frequency but with different phase. The phase shift or phase offset can be introduced by taking an initial value in the accumulator 422 of the NCO 510B stores.
Beim
Schritt 614 wird ein Impuls auf Leitung 170 übertragen.
Im Ausführungsbeispiel
der 5 erzeugt der Sequenzer 550A diesen Impuls
ansprechend auf ein D_SYNC-Signal, welches als ein Start-Messbefehl
wirkt. Der Start-Messbefehl löst auch
den Sequenzer 550B aus, um die Überwachung der Werte in dem
Akkumulatorregister NCO 510B zu starten.At the step 614 becomes a pulse on line 170 transfer. In the embodiment of 5 generates the sequencer 550A this pulse in response to a D_SYNC signal acting as a start measurement command. The start measurement command also triggers the sequencer 550B to monitor the values in the accumulator register NCO 510B to start.
Am
Schritt 616 wartet der Prozess, bis ein programmiertes
Messfenster erreicht ist. Wie oben in Verbindung mit den 3A ... 3C beschrieben, kann
ein "Flankenfind"-Algorithmus implementiert werden,
und zwar durch Änderung
der Zeitsteuerung eines Messfensters, bis zu Zeiten unmittelbar
vor oder unmittelbar nachdem eine Flanke detektiert wurde. Der Messvorgang
wird zu vielen programmierten Zeitsteuerungen für das Messfenster wiederholt,
bis die Flanke detektier ist. Wie oben unter Bezugnahme auf 5 beschrieben,
wird die Zeit oder Zeitsteuerung des Messfensters durch den Sequenzer 550B bestimmt,
der die Werte innerhalb NCO 510B überwacht. Bei der Vergleichszeit
gibt der Sequenzer 550B einen Impuls aus, der im Flip-Flop 552B ausgerichtet
ist und sodann zur Pin-Elektronik 160 geleitet wird. Dieser
Impuls triggert bzw. löst
die Vergleichsoperation aus, wie dies im Schritt 618 angedeutet
ist.At the step 616 the process waits until a programmed measurement window is reached. As above in connection with the 3A ... 3C described, a "edge finding" algorithm can be implemented by changing the timing of a measurement window until times immediately before or immediately after an edge has been detected. The measurement is repeated for many programmed timings for the measurement window until the edge is detected. As above with reference to 5 described, the time or timing of the measurement window by the sequencer 550B determines the values within NCO 510B supervised. At the comparison time gives the sequencer 550B a pulse out in the flip-flop 552B is aligned and then to the pin electronics 160 is directed. This pulse triggers or triggers the comparison operation, as in step 618 is indicated.
Beim
Schritt 620 wird die Ausgangsgröße des Komparators durch den
Sequenzer 550B verarbeitet, um zu bestimmen, ob diese eine
Flanke repräsentiert.
Eine Flanke kann dadurch detektiert werden, dass man ein Messfenster,
für das
der Komparator 166 den Wert auf Leitung 170 anzeigt,
die Schwelle übersteigt,
die im Register 168 gespeichert ist, wenn der Wert unmittelbar
vor dem Messfenster unterhalb der Schwelle liegt. Wenn die Flanke
nicht im Schritt 620 detektiert wird, schaltet der Verarbeitungsvorgang
zum Schritt 622 weiter.At the step 620 is the output of the comparator through the sequencer 550B is processed to determine if it represents an edge. An edge can be detected by providing a measurement window for which the comparator 166 the value on lead 170 indicating the threshold exceeds that in the register 168 is stored if the value immediately before the measurement window is below the threshold. If the flank is not in step 620 is detected, the processing operation goes to step 622 further.
Beim
Schritt 622 wird das Zeitfenster inkrementiert. Die Zeit
des Messfensters kann in mehrfachen Arten und Weisen inkrementiert
werden. Der Sequenzer 550B könnte so programmiert sein,
dass er das Ende des Messintervalls anzeigt und zwar basierend darauf,
dass das Akkumulatorregister 622 im NCO 510B einen
höheren
Wert erreicht. Der Sequenzer 550B könnte alternativ programmiert
sein, mehr Überläufe (overflows)
des Akkumulatorregisters 422 im NCO 510B zu zählen, bevor
ein Impuls zum Flip-Flop 552B ausgegeben wird. Alternativ kann
die anfängliche
Phasendifferenz zwischen NCO 510A und 510B erhöht werden.At the step 622 the time window is incremented. The time of the measurement window can be incremented in multiple ways. The sequencer 550B could be programmed to indicate the end of the measurement interval based on the accumulator register 622 in the NCO 510B reached a higher value. The sequencer 550B could alternatively be programmed to have more overflows of the accumulator register 422 in the NCO 510B to count before a pulse to the flip-flop 552B is issued. Alternatively, the initial phase difference between NCO 510A and 510B increase.
Diese
Formen der Einstellungen könnten
alle verwendet werden, um relativ große Änderungen im Messintervall
oder relativ kleine Änderungen
vorzusehen. Die Einstellung der Anzahl von Überläufe (overflows) des Akkumulatorregisters 422 im
NCO 510B könnte
als eine Grobeinstellung (course adjustment) des Messfensters betrachtet
werden. Das Inkrementieren der relativen Phasendifferenz zwischen NCO 510A und 510B könnte als
eine relative Feineinstellung der Zeit des Messfensters betrachtet
werden.These forms of settings could all be used to provide relatively large changes in the measurement interval or relatively small changes. The setting of the number of overflows in the accumulator register 422 in the NCO 510B could be considered as a coarse adjustment (course adjustment) of the measurement window. Incrementing the relative phase difference between NCO 510A and 510B could be considered as a relative fine adjustment of the time of the measurement window.
Ein
NCO wie beispielsweise in 4 gezeigt,
könnte
einen Phasenakkumulator mit vielen Bits Auflösung besitzen, was eine sehr
genaue Steuerung über
das Messfenster ermöglicht.
Beispielsweise ist mit einem NCO mit 48 Bits Auflösung und einem
Takt in der Größenordnung
von 100 MHz eine Sub-Picosekunden-Messgenauigkeit
möglich.
Schaltungsanordnungen mit Auflösungen
konventioneller Weise vorhanden in einem Halbleitertester können ohne
Weiteres Messgenauigkeiten von einigen wenigen hundert Femtosekunden
erreichen und eine solche Schaltung könnte leicht eine Auflösung umfassen
ausreichend zur Messung von Zeiten mit der Präzision im Attosekundenbereich.An NCO such as in 4 shown could have a phase accumulator with many bits of resolution, which allows a very precise control over the measurement window. For example, with an NCO with 48-bit resolution and a clock on the order of 100 MHz, a sub-picosecond measurement accuracy is possible. Circuit arrangements with conventional resolutions present in a semiconductor tester can easily achieve measurement accuracies of a few hundred femtoseconds, and such a circuit could easily comprise a resolution sufficient to measure times with precision in the attosecond domain.
Der
in 6 gezeigte Prozess wiederholt sich iterativ durch
die Schleife, die die Schritte 614, 616, 618, 620 und 622 umfasst.
Diese Schleife wird wiederholt, bis ein Messfenster mit einer Flanke
detektiert wird. Zu diesem Punkt schreitet die Verarbeitung zum
Schritt 624. Im Schritt 624 wird eine Berechnung
ausgeführt,
welche die zeitliche Differenz reflektiert, und zwar zwischen dem
Fall, wenn der Impuls auf Leitung 1701 übertragen
wird und der Flanke, die anzeigt, dass die Reflektion dieses Impulses
detektiert wurde. Die berechnete Zeitdifferenz reflektiert die Anzahl
der vollen Zyklen durch das Akkumulatorregister 422, den
Bruchteil eines Zyklus durch das Akkumulatorregister 422 und
die Phasenversetzung, die ursprünglich
zwischen NCO 510A und 510B programmiert wird.
Da der NCO 510B in einer bekannten Größe für jeden Zyklus des MCLK ansteigt,
kann der berechnete Wert in eine tatsächliche Zeit umgewandelt werden.
Diese Zeitmessung kann eine sehr hohe Auflösung besitzen. Wenn der Wert
im Phaseninkrementierungsregister 426 als ein Bruchteil
repräsentiert
ist, ist die Auflösung
dieser Messung gleich dem Wert des letzten signifikanten Bits in
dem Phaseninkrementierungsregister 426 multipliziert mit der
Periode von MCLK.The in 6 The process shown iteratively repeats through the loop that follows the steps 614 . 616 . 618 . 620 and 622 includes. This loop is repeated until a measuring window with a slope is detected. At this point, processing proceeds to step 624 , In step 624 a calculation is performed which reflects the time difference between the case when the pulse is on line 170 1 and the edge indicating that the reflection of this pulse has been detected. The calculated time difference reflects the number of full cycles through the accumulator register 422 , the fraction of a cycle through the accumulator register 422 and the phase displacement originally between NCO 510A and 510B is programmed. As the NCO 510B increases in a known size for each cycle of the MCLK, the calculated value can be converted to an actual time. This time measurement can have a very high resolution. If the value in the phase increment register 426 is represented as a fraction, the resolution of this measurement is equal to the value of the last significant bit in the phase increment register 426 multiplied by the period of MCLK.
Nachdem
somit mehrere Aspekte mindestens eines Ausführungsbeispiels dieser Erfindung beschrieben
wurden, ergibt sich, dass verschiedene Änderungen, Modifikationen und
Verbesserungen dem Fachmann ohne Weiteres gegeben sind.Thus, having several aspects of at least one embodiment of this invention It will be understood that various changes, modifications and improvements will be readily apparent to those skilled in the art.
Beispielsweise
sind zwei Sequenzer 550A und 550B gezeigt. Die
oben beschriebenen Steuerfunktionen könnten Hardware oder Software
in irgendeiner zweckmäßigen Art
und Weise zugeordnet werden. Das beschriebene Ausführungsbeispiel sieht
den Vorteil vor, dass zwei Impulserzeugungsschaltungen 500A und 500B ähnliche
Konstruktionen aufweisen. Es könnte
aber auch ein einziger Sequenzer den gesamten Messprozess steuern.
Alternativ könnten
einige Steuerfunktionen im Mustergenerator oder anderer Steuerschaltung
implementiert werden.For example, there are two sequencers 550A and 550B shown. The control functions described above could be associated with hardware or software in any convenient manner. The described embodiment provides the advantage that two pulse generating circuits 500A and 500B have similar constructions. But it could also be a single sequencer control the entire measurement process. Alternatively, some control functions could be implemented in the pattern generator or other control circuitry.
Als
ein weiteres Beispiel wird beschrieben, dass die relative Phase
der Takte, erzeugt durch die Impulserzeugungsschaltungen 500A und 500B gesteuert
wird durch die Versetzung der Phasen oder die Phasenverschiebung
der Takte, erzeugt in der Impulserzeugungsschaltung. Eine relative
Phasendifferenz könnte
dadurch eingeführt
werden, dass man die Phase in jeder Schaltung ändert.As another example, it is described that the relative phase of the clocks generated by the pulse generating circuits 500A and 500B is controlled by the displacement of the phases or the phase shift of the clocks generated in the pulse generating circuit. A relative phase difference could be introduced by changing the phase in each circuit.
Als
ein weiteres Beispiel ist beschrieben, dass eine einzige Messung,
die eine logische HI anzeigt, ausreicht zur Identifikation einer
Kante oder Flanke. Mehrere Daten könnten verwendet werden, um
den Einfluss von Rauschen auf den Messprozess zu reduzieren. Eine
Möglichkeit
zur Erreichung dieses Resultats besteht darin, eine Flanke nur dann
anzuzeigen, wenn eine Folge von HI-Werten darauf folgend auf einen
LO-zu-HI-Übergang
empfangen wird.When
Another example describes that a single measurement,
indicating a logical HI is sufficient to identify one
Edge or flank. Multiple data could be used to
to reduce the influence of noise on the measuring process. A
possibility
to achieve this result is, a flank only then
when a sequence of HI values is following one
LO-to-HI transition
Will be received.
Alternativ
kann die Messung mehrfache Male für jedes Messfenster wiederholt
werden. Jedes Messfenster könnte
damit assoziierte Mehrfachwerte besitzen, was eine Form von Durchschnittsbildung gestattet,
um die Effekte des Rauschens zu vermindern. Im Messfenster könnte dann,
während
der Signalwert gleich der Schwelle ist, eine kleine Rauschgröße den Komparatorausgang über oder
unter die Schwelle bringen. Die Wiederholung der Messung in dem
gleichen Messfenster würde
zur Folge haben, dass die Messung manchmal LO und manchmal HI ist.
Wenn der Signalwert gleich der Schwelle ist und gleichförmig verteiltes
Zufallsrauschen vorhanden ist, würde
der Wert HI ungefähr
50% der Zeit und LO 50% der Zeit einnehmen. Dadurch dass man nach
einem Messfenster sucht, in dem das Signal 50% HI und 50% LO ist,
kann eine Flanke genau in der Anwesenheit von Rauschen detektiert
werden.alternative
The measurement can be repeated multiple times for each measurement window
become. Every measurement window could
associated multiple values, which allows some form of averaging,
to reduce the effects of noise. In the measurement window could then,
while
the signal value is equal to the threshold, a small noise quantity is the comparator output via or
to get under the threshold. The repetition of the measurement in the
same measurement window would
The result is that the measurement is sometimes LO and sometimes HI.
When the signal value is equal to the threshold and uniformly distributed
Random Noise is present
the value HI about
50% of the time and LO 50% of the time. By going after
looking for a measurement window in which the signal is 50% HI and 50% LO,
An edge can be detected precisely in the presence of noise
become.
Es
sollte ferner erkannt werden, dass die Reihenfolge der Schritte
nicht kritisch ist. Die im Schritt 624 berechnete Zeitdifferenz
könnte
beispielsweise Teil des Schrittes 622 des Inkrementierens
des Messfensters sein. Alternativ braucht der Schritt 620 nicht
in der Schleife zu sein, die iterativ ausgeführt wird. Die Daten könnten zuerst
an allen möglichen Messfenstern
gesammelt werden, wobei die Daten darauf folgend verarbeitet werden,
um das eine Flanke enthaltende Messfenster zu finden. Solche Abwandlungen,
Modifikationen und Verbesserungen sind Teil dieser Offenbarung und
liegen im Rahmen der Erfindung. Demgemäß ist die vorliegende Beschreibung
sowie die Zeichnungen nur beispielhaft zu verstehen. 24260 It should also be appreciated that the order of the steps is not critical. The in step 624 calculated time difference could be part of the step, for example 622 incrementing the measurement window. Alternatively, the step needs 620 not being in the loop that is iteratively executed. The data could first be collected on all possible measurement windows, with the data subsequently processed to find the measurement window containing one edge. Such modifications, modifications and improvements are part of this disclosure and are within the scope of the invention. Accordingly, the present description and the drawings are to be understood as exemplary only. 24260
ZUSAMMENFASSUNGSUMMARY
Zeitmesssystem
unter Verwendung von zwei Signalen erzeugt durch direkte digitale
Synthese. Die erzeugten Signale besitzen die gleiche Frequenz aber
unterschiedliche Phasen. Ein Signal wird dazu verwendet, den Start
des Messintervalls zu identifizieren und das andere Signal wird
dazu verwendet, ein Messfenster zu identifizieren, indem ein Signal, welches
das Ende des Messintervalls angibt, detektiert werden kann. Das
Zeitmesssystem wird als Teil eines Zeitdomänenreflektometrie-(TDR)-Systems verwendet.
Ein Einfallsimpuls wird mit dem ersten Signal synchronisiert und
auf eine Leitung geschickt. In dem Messfenster wird das Signal auf
der Leitung mit einem Schwellenwert verglichen, um zu bestimmen, ob
der Impuls reflektiert und zurück
zur Quelle gelaufen ist. Durch iteratives Wiederholen der Messung
mit einem unterschiedlichen Messfenster kann die Ankunftszeit des
reflektierten Impulses bestimmt werden. Diese Möglichkeit der Zeitdomänenreflektometrie
wird in das automatische Testgerät
eingebaut zum Testen von Halbleitervorrichtungen und wird verwendet
zum Eichen des Testgerätes.Timing System
using two signals generated by direct digital
Synthesis. The generated signals have the same frequency but
different phases. A signal is used to start
of the measurement interval and the other signal becomes
used to identify a measurement window by sending a signal which
indicates the end of the measurement interval, can be detected. The
Timing system is used as part of a time domain reflectometry (TDR) system.
An incident pulse is synchronized with the first signal and
sent on a line. In the measurement window, the signal is on
The line is compared to a threshold to determine if
the pulse reflects and back
went to the source. By iteratively repeating the measurement
with a different measurement window, the arrival time of the
reflected pulse. This possibility of time-domain reflectometry
gets into the automatic test device
installed for testing semiconductor devices and is used
for calibrating the test device.